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1、关于紫外可关于紫外可关于紫外可关于紫外可见见光光光光谱谱分析法分析法分析法分析法第1页，讲稿共69张，创作于星期二第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述紫外紫外-可见光谱分析法是基于物质可见光谱分析法是基于物质分子分子对波长为对波长为200-200-780nm780nm区域内区域内光辐射的吸收光辐射的吸收而建立起来的分析方法。而建立起来的分析方法。由于由于200-780nm200-780nm光辐射的能量主要与物质中原子的价光辐射的能量主要与物质中原子的价电子的能级跃迁相适应，所以紫外电子的能级跃迁相适应，所以紫外-可见分光光度法可见分光光度法又称又称电子光谱法电子光谱法。第2页，讲稿共69
2、张，创作于星期二一、紫外一、紫外一、紫外一、紫外-可见分光光度法分类可见分光光度法分类可见分光光度法分类可见分光光度法分类利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析法比色分析法。比。比色分析中根据所用色分析中根据所用检测器检测器的不同分为的不同分为目视比色法目视比色法和和光电比色法光电比色法。应用分光光度计，根据物质对不同波长的应用分光光度计，根据物质对不同波长的单色光单色光的吸收程度不同而的吸收程度不同而对物质对物质进行定性和定量分析进行定性和
3、定量分析的方法称分光光度法（又称吸光光度的方法称分光光度法（又称吸光光度法）。法）。第3页，讲稿共69张，创作于星期二目视比色法目视比色法目视比色法目视比色法 用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。标准系列标准系列标准系列标准系列未知样品未知样品未知样品未知样品第4页，讲稿共69张，创作于星期二光电比色法光电比色法光电比色法光电比色法(分光光度法）分光光度法）分光光度法）分光光度法）通通通通过过过过滤光片滤光片滤光片滤光片得一窄范围的
4、光得一窄范围的光得一窄范围的光得一窄范围的光(几十几十几十几十nm)nm)nm)nm)光电比色计结构示意图光电比色计结构示意图第5页，讲稿共69张，创作于星期二二、紫外二、紫外二、紫外二、紫外-可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点1.1.具有较高的灵敏度和一定的准确度，适用于具有较高的灵敏度和一定的准确度，适用于微量组分的测定。微量组分的测定。第6页，讲稿共69张，创作于星期二2.2.适用范围广适用范围广近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，几乎所有的无机物质和几乎所有的无机物质和许多有机
5、物质许多有机物质的微量成分都能用此法进行测定。的微量成分都能用此法进行测定。3.3.手续简便，分析速度快，适用于控制分析手续简便，分析速度快，适用于控制分析分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内容，操作简便，分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内容，操作简便，完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至可在几分钟内完成，适合于控制完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至可在几分钟内完成，适合于控制分析。分析。4.4.仪器简单，容易掌握仪器简单，容易掌握但吸光光度分析也有一定的局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不到要求，但吸光光度分析也有一定的
6、局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不到要求，相对误差较大，不利于高含量组分的测定。相对误差较大，不利于高含量组分的测定。第7页，讲稿共69张，创作于星期二第二节第二节第二节第二节 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收一、光的基本性质一、光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光是一种电磁波，具有波粒二象性。光既是一种波，因而它具有波长（光既是一种波，因而它具有波长（）和频率）和频率（），光也是一种粒子，它具有能量（），光也是一种粒子，它具有能量（E E）。它们之间的关系为：）。它们之间的关系为：式中：式中：E能量，能量，eV(电子伏特）；电子伏特
7、）；h普朗克常数，普朗克常数，6.62610-34JS;频率，频率，Hz;C光速，光速，31010cms-1;波长，波长，nm。第8页，讲稿共69张，创作于星期二第9页，讲稿共69张，创作于星期二第10页，讲稿共69张，创作于星期二二、光的种类二、光的种类二、光的种类二、光的种类1、单色光和复合光、单色光和复合光具有同一种波长的光，称为具有同一种波长的光，称为单色光单色光。激光接近单色光。激光接近单色光。含有多种波长的光称为含有多种波长的光称为复合光复合光，例如日光、白炽灯光等。，例如日光、白炽灯光等。2、可见光和互补光、可见光和互补光凡是能被肉眼感觉到的光称为凡是能被肉眼感觉到的光称为可见光
8、可见光，其波长范围为，其波长范围为400780 nm。第11页，讲稿共69张，创作于星期二如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，也可成为白光，如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，也可成为白光，这两种颜色的光称为这两种颜色的光称为互补色光。互补色光。红红橙橙黄黄绿绿青青青蓝青蓝蓝蓝紫紫白白第12页，讲稿共69张，创作于星期二三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生溶液颜色是基于溶液颜色是基于物质对光有选择性吸收物质对光有选择性吸收的结果。的结果。表观现象示意表观现象示意表观现象示意表观现象示意完全吸收完全吸收完全吸收完全吸收完全透过完全透过完全透过完全透
9、过吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意光谱示意光谱示意第13页，讲稿共69张，创作于星期二四、溶液的吸收光谱曲线四、溶液的吸收光谱曲线四、溶液的吸收光谱曲线四、溶液的吸收光谱曲线吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：将不同波长的将不同波长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测出它们对各分别测出它们对各种波长光的吸收程度（用吸光度表示），种波长光的吸收程度（用吸光度表示），以波长为横坐标，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，以吸光度为纵坐标作图，画出曲线，此曲线即称为该物质的画出
10、曲线，此曲线即称为该物质的光吸收光吸收曲线（或吸收光谱曲线），曲线（或吸收光谱曲线），它描述了物质对不同波长光的吸收程度。它描述了物质对不同波长光的吸收程度。第14页，讲稿共69张，创作于星期二高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线 （1）KMnO4溶液对不同波长的光的吸收程度不溶液对不同波长的光的吸收程度不同，对绿色光区中同，对绿色光区中 525nm的光吸收程度最大的光吸收程度最大（此波长称为（此波长称为最大吸收波长，以最大吸收波长，以max表示表示），），所以吸收曲线上有一高峰。所以吸收曲线上有一高峰。在进行光度测定时，在进行光度测定时，通常都选择
11、在通常都选择在max处来测量，处来测量，这时可得到最大的这时可得到最大的灵敏度。灵敏度。（2）不同浓度的不同浓度的 KMnO4溶液吸收曲线相似，溶液吸收曲线相似，max不变。所不同的是不变。所不同的是吸收峰峰高随浓度的增加而吸收峰峰高随浓度的增加而增高。增高。这个特性可作为物质定这个特性可作为物质定量分析的依据。量分析的依据。（3）不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波长都各不相同。长都各不相同。因此，可利用吸收曲线来作为物因此，可利用吸收曲线来作为物质质定性分析定性分析的依据。的依据。第15页，讲稿共69张，创作于星期二四、有机化合物紫外四、有机化合物紫
12、外四、有机化合物紫外四、有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱1、紫外、紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱有机化合物的紫外有机化合物的紫外-可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的价电子，在各种价电子，在各种不同能级上跃迁产生的。不同能级上跃迁产生的。这三种不同类型的价电子是：这三种不同类型的价电子是：形成单键的形成单键的电子、形成双键的电子、形成双键的电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的电子。电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的电子。当它们吸收一定能量当它们吸收一定能量E后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此时电子所后，这
13、些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此时电子所占的轨道称为占的轨道称为反键轨道反键轨道，而，而这种特定的跃迁是同分子内部结构有着密切关系的。这种特定的跃迁是同分子内部结构有着密切关系的。第16页，讲稿共69张，创作于星期二（1）跃迁跃迁所需能量最大。所需能量最大。表示表示键电子的反键轨道，键电子的反键轨道，饱和饱和碳氢化合物碳氢化合物只有只有键电子，它吸键电子，它吸收远紫外线（收远紫外线（10-200nm）后，由基态跃迁至反键轨道。）后，由基态跃迁至反键轨道。（2）n跃迁跃迁所需能量较大。所需能量较大。饱和饱和碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后（
14、单键），（单键），其孤对电子其孤对电子 n较较键电子易于激发，使电子跃迁所需能量减低，吸键电子易于激发，使电子跃迁所需能量减低，吸收波长较长，一般在收波长较长，一般在150-250nm范围内。范围内。第17页，讲稿共69张，创作于星期二（3）跃迁跃迁所需能量较小。所需能量较小。含有含有电子的基团如烯类、炔类电子的基团如烯类、炔类都能发生都能发生跃迁，非共轭的跃迁，非共轭的跃迁所吸跃迁所吸收的波长较短。收的波长较短。具有共轭双键的化合物，相间的具有共轭双键的化合物，相间的键与键与键形成大键形成大键，由于大键，由于大键各能级间距离键各能级间距离较近，电子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。较近，电
15、子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。（4）n跃迁跃迁所需能量最低。所需能量最低。凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、硫等同时又具有双键，吸收紫外光后产生凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、硫等同时又具有双键，吸收紫外光后产生n跃迁，吸收带在跃迁，吸收带在200-400nm之间，为弱吸收，之间，为弱吸收，在在10-100之间。之间。第18页，讲稿共69张，创作于星期二上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为：上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为：n n第19页，讲稿共69张，创作于星期二2 2、紫外吸收光谱中常用的术语、紫外吸收光谱中常用的术语、紫外吸收光谱
16、中常用的术语、紫外吸收光谱中常用的术语1、生色团（或发色团）、生色团（或发色团）分子中含有分子中含有不饱和键不饱和键，能吸收外来辐射时并引起，能吸收外来辐射时并引起n-*和和-*跃迁跃迁，可产生此类跃，可产生此类跃迁或吸收的迁或吸收的结构单元结构单元，称为生色团。，称为生色团。如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基、乙炔基、腈基CN。2、助色团、助色团 含有未成键含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生色团吸收能使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团峰向长波方向移动并提高吸收强
17、度的一些官能团，称之为助色团。，称之为助色团。如如OH、OR、NH、NHR、X等等 第20页，讲稿共69张，创作于星期二3 3 3 3、红移与蓝移、红移与蓝移、红移与蓝移、红移与蓝移有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强和吸收强度发生变化度发生变化:max向长波方向移动称为向长波方向移动称为红移红移，向短波向短波方向移动称为方向移动称为蓝移蓝移。吸收强度即摩尔吸。吸收强度即摩尔吸光系数光系数增大或减小的现象分别称为增大或减小的现象分别称为增色增色效应或减色效应效应或减色效应，如图所示。，如图所示。第
18、21页，讲稿共69张，创作于星期二4、溶剂效应、溶剂效应由于由于溶剂的极性不同溶剂的极性不同引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及形状产引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及形状产生变化，这种现象称为溶剂效应。一般溶剂效应有以下规则：当溶剂生变化，这种现象称为溶剂效应。一般溶剂效应有以下规则：当溶剂由非极性变为极性时，对于由非极性变为极性时，对于n跃迁类型化合物，吸收产生蓝移，跃迁类型化合物，吸收产生蓝移，并且吸收强度增大，对于并且吸收强度增大，对于跃迁类型的化合物，吸收产生红跃迁类型的化合物，吸收产生红移，并且吸收强度减弱。移，并且吸收强度减弱。第22页，讲稿共69张，创作于星期二第三节第三节第
19、三节第三节 光的吸收定律光的吸收定律光的吸收定律光的吸收定律一、朗伯一、朗伯-比耳定律比耳定律1 1、透光度和吸光度、透光度和吸光度当一束辐射强度为当一束辐射强度为I I0 0的的平行单色光平行单色光垂直照射到垂直照射到一定浓度一定浓度的的均匀透明均匀透明溶液时，由于溶液溶液时，由于溶液的吸收，透过光的辐射强度变为的吸收，透过光的辐射强度变为I It t,则则I It t与与I I0 0之比称为透光度，用之比称为透光度，用T T表示表示：物质对光的吸收程度可用吸光度物质对光的吸收程度可用吸光度A A表示，表示，吸光度与光强度、透光度之间的关系为：吸光度与光强度、透光度之间的关系为：入射光入射光
20、 I I0 0透射光透射光I It t第23页，讲稿共69张，创作于星期二2、朗伯定律、朗伯定律即当一束平行光照射到一即当一束平行光照射到一固定浓度固定浓度的溶液时，的溶液时，其吸光度与光其吸光度与光通过的液层厚度成正比通过的液层厚度成正比，这就是朗伯定律，其数学表达式为：，这就是朗伯定律，其数学表达式为：A=k1b式中：式中：b液层厚度；液层厚度；k1比例系数。比例系数。第24页，讲稿共69张，创作于星期二3、比耳定律、比耳定律当单色光通过当单色光通过液层厚度一定液层厚度一定的有色溶液时，的有色溶液时，溶液的吸光度与溶溶液的吸光度与溶液的浓度成正比，液的浓度成正比，这个关系称为比耳定律，用下
21、式表示：这个关系称为比耳定律，用下式表示：A=k2c式中：式中：c溶液浓度，溶液浓度，g/L或或mol/L；k2比例系数。比例系数。第25页，讲稿共69张，创作于星期二4 4 4 4、朗伯、朗伯、朗伯、朗伯-比耳定律比耳定律比耳定律比耳定律当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比，溶液浓度和液层厚度的乘积成正比，这就是朗伯这就是朗伯-比耳定律。这个定律是各类吸光光比耳定律。这个定律是各类吸光光度法定量分析的基础。度法定量分析的基础。当溶液的浓度为质量浓度单位当溶液的
22、浓度为质量浓度单位g/Lg/L时，其数学表达式为时，其数学表达式为A=abcA=abc式中：式中：a a为为质量吸光系数质量吸光系数，L/(gL/(gcm)cm)，相当于浓度为，相当于浓度为1g/L1g/L、液层厚度为、液层厚度为1cm1cm时该溶液在某一时该溶液在某一波长下的吸光度。波长下的吸光度。当溶液的浓度单位为当溶液的浓度单位为mol/Lmol/L时，其数学表达式为时，其数学表达式为A=bcA=bc式中：式中：为摩尔吸光系数，为摩尔吸光系数，L/(molL/(molcm)cm)，相当于浓度为，相当于浓度为1mol/L,1mol/L,液层厚度液层厚度1cm1cm时该溶液在某一时该溶液在某
23、一波长下的吸光度。波长下的吸光度。第26页，讲稿共69张，创作于星期二5 5、吸光系数、吸光系数、吸光系数、吸光系数吸光系数是吸收物质在吸光系数是吸收物质在一定波长和溶剂条件下一定波长和溶剂条件下的特征常数。的特征常数。吸光系数的特点吸光系数的特点（1 1）不随浓度和液层厚度的改变而改变。不随浓度和液层厚度的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，吸光系数仅与吸吸光系数仅与吸收物质本身的性质有关，收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关，与待测物浓度无关，可作为定性鉴定的参数。可作为定性鉴定的参数。（2 2）同一吸收物质在不同波长下的同一吸收物质在不同波长下的值是不同的，
24、值是不同的，在最大吸收波长在最大吸收波长maxmax处的摩尔吸处的摩尔吸光系数，常以光系数，常以maxmax表示。表示。maxmax表明了该物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测表明了该物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。定该物质可能达到的最大灵敏度。（3 3）maxmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。maxmax6106104 4L/(molL/(molcm)cm)属于高灵敏度；属于高灵敏度；maxmax在在1101104 46106104 4 L/(molL/(
25、molcm)cm)属于中等灵属于中等灵敏度，敏度，maxmax1101104 4L/(molL/(molcm)cm)属于低灵敏度。属于低灵敏度。第27页，讲稿共69张，创作于星期二例例1：已知含：已知含Fe3+浓度为浓度为500gL-1的溶液用的溶液用KCNS显色，在波长显色，在波长480nm处用处用2cm吸收池测得吸收池测得A0.197，计算摩尔吸光系数，铁，计算摩尔吸光系数，铁的相对原子质量为的相对原子质量为55.85g/mol。第28页，讲稿共69张，创作于星期二例例2：铁：铁（）浓度为浓度为2.510-4g/L的溶液，与邻菲罗啉反应，生的溶液，与邻菲罗啉反应，生成橙红色络合物。该络合物
26、在波长成橙红色络合物。该络合物在波长508nm，比色皿厚度为，比色皿厚度为2cm时，时，测得测得 A=0.15。计算邻菲罗啉亚铁的。计算邻菲罗啉亚铁的 a及及,铁的相对原子质量为铁的相对原子质量为55.85g/mol。第29页，讲稿共69张，创作于星期二6 6 6 6、吸光度的加和性、吸光度的加和性、吸光度的加和性、吸光度的加和性当溶液中有多种组分对光产生吸收时，且各组分之间不存在相互作用当溶液中有多种组分对光产生吸收时，且各组分之间不存在相互作用时，测该溶液在某一确定波长下的总吸光度等于各吸光度之和，即吸时，测该溶液在某一确定波长下的总吸光度等于各吸光度之和，即吸光度具有加和性。可用下式表示
27、：光度具有加和性。可用下式表示：A总总=A1+A2+An=(1c1+2c2+ncn)b式中下角标指吸收组分式中下角标指吸收组分1，2，n。吸光度的加和性主要用于吸光度的加和性主要用于多组分同时测定。多组分同时测定。第30页，讲稿共69张，创作于星期二二、影响光吸收定律的主要因素二、影响光吸收定律的主要因素二、影响光吸收定律的主要因素二、影响光吸收定律的主要因素根据吸收定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线根据吸收定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线的截距为零，斜率为的截距为零，斜率为bb。实际上吸光度与浓度关系有时是非线性。实际上吸光度与浓度关系有时是非线性的，或者不通过零点
28、，这种现象称为偏离光吸收定律。的，或者不通过零点，这种现象称为偏离光吸收定律。如果溶液的实际吸光度比理论值大，则为正偏离吸收定律；吸如果溶液的实际吸光度比理论值大，则为正偏离吸收定律；吸光度比理论值小，为负偏离吸收定律。光度比理论值小，为负偏离吸收定律。第31页，讲稿共69张，创作于星期二1 1 1 1、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离 吸收定律成立的前提是入射光是单色光。吸收定律成立的前提是入射光是单色光。但实际上，但实际上，一般单色器所提供的入射光并非是纯单色光，而是由一般单色器所提供的入射光并非是纯单色光，而是由波长范围较窄的
29、光带组成的复合光。波长范围较窄的光带组成的复合光。而物质对不同波而物质对不同波长的吸收程度不同（即吸光系数不同），因而导致了对长的吸收程度不同（即吸光系数不同），因而导致了对吸光定律的偏离。吸光定律的偏离。第32页，讲稿共69张，创作于星期二2 2、溶液的化学因素引起偏离、溶液的化学因素引起偏离、溶液的化学因素引起偏离、溶液的化学因素引起偏离 溶液中的吸光物质因离解、缔合，形成新的化合物而改变溶液中的吸光物质因离解、缔合，形成新的化合物而改变了吸光物质的浓度，导致偏离吸收定律。因此，了吸光物质的浓度，导致偏离吸收定律。因此，测量前测量前的化学预处理工作十分重要，如控制好显色反应条件，的化学预处
30、理工作十分重要，如控制好显色反应条件，控制溶液的化学平衡等，以防止产生偏离。控制溶液的化学平衡等，以防止产生偏离。第33页，讲稿共69张，创作于星期二3 3、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离 严格地说，比尔定律是一个有限定律，它严格地说，比尔定律是一个有限定律，它只适用于浓度小于只适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液。的稀溶液。因为浓度高时，吸光粒子间平均距离减小，因为浓度高时，吸光粒子间平均距离减小，以致每个粒子都会影响其邻近粒子的电荷分布。这种相互作用使以致每个粒子都会影响其邻近粒子的电荷分布。这种相互作用使它们的摩
31、尔吸光系数它们的摩尔吸光系数发生改变，因而导致偏离比尔定律。发生改变，因而导致偏离比尔定律。为此，为此，在实际工作中，待测溶液的浓度应控制在在实际工作中，待测溶液的浓度应控制在0.01mol/L以下。以下。第34页，讲稿共69张，创作于星期二第四节第四节第四节第四节 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示信号显示系统系统I0参比参比It样品样品第35页，讲稿共69张，创作于星期二1.1.光源光源光源光源光源的作用是供给符合要求的入射光。分光光度计对光源的要求是：光源的作用是供给符合要求的入射光。分
32、光光度计对光源的要求是：在使用波长范围内在使用波长范围内提供连续的光谱，提供连续的光谱，光强应足够大，有良好的稳光强应足够大，有良好的稳定性，使用寿命长。定性，使用寿命长。在可见区常用的光源为钨灯或卤钨灯，在可见区常用的光源为钨灯或卤钨灯，可用的波长范围为可用的波长范围为3201000nm；在紫外区常用的光源为氢灯和氘灯在紫外区常用的光源为氢灯和氘灯，它们发射的连续光，它们发射的连续光波长范围为波长范围为185375nm，其中氘灯的辐射强度大、稳定性好、使用，其中氘灯的辐射强度大、稳定性好、使用寿命长。寿命长。第36页，讲稿共69张，创作于星期二2.2.单色器单色器单色器单色器单色器是将光源辐
33、射的单色器是将光源辐射的复合光分成单色光复合光分成单色光的光学装置。的光学装置。入射狭缝：光源的光由此进入单色器；入射狭缝：光源的光由此进入单色器；准光装置：透镜或凹面反射镜使入射光成为平行光束；准光装置：透镜或凹面反射镜使入射光成为平行光束；色散元件：将复合光分解成单色光；色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；棱镜或光栅；聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；出射狭缝。出射狭缝。第37页，讲稿共69张，创作于星期二3.3.吸收池吸收池吸收池吸收池吸收池又叫比色皿，是用于吸收池又叫比色皿，是用于盛放待测
34、液和决定透光液层厚度盛放待测液和决定透光液层厚度的器的器件。吸收池一般为长方体，其底及两侧为毛玻璃，另两面为光件。吸收池一般为长方体，其底及两侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。学透光面。根据光学透光面的材质，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池两种。根据光学透光面的材质，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池两种。玻玻璃吸收池用于可见光光区测定。若在紫外光区测定，则必须璃吸收池用于可见光光区测定。若在紫外光区测定，则必须使用石英吸收池。使用石英吸收池。第38页，讲稿共69张，创作于星期二第39页，讲稿共69张，创作于星期二吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项第一，拿取吸收池
35、时，第一，拿取吸收池时，只能用手指接触两侧的毛玻璃只能用手指接触两侧的毛玻璃，不可接触光学面。，不可接触光学面。第二，不能将光学面与硬物或脏物接触，第二，不能将光学面与硬物或脏物接触，只能用擦镜纸或丝绸擦拭只能用擦镜纸或丝绸擦拭光学面。光学面。第三，凡含有腐蚀玻璃的物质（如第三，凡含有腐蚀玻璃的物质（如F-、SnCl2、H3PO4 等）的溶液，不得长等）的溶液，不得长时间盛放在吸收池中。时间盛放在吸收池中。第四，吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用第四，吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用3mol/LHCl和等和等体积乙醇的混合液浸泡洗涤。体积乙醇的混合液浸泡洗涤。第五
36、，不得在火焰或电炉上进行加热或烘烤吸收池。第五，不得在火焰或电炉上进行加热或烘烤吸收池。第40页，讲稿共69张，创作于星期二4 4、检测器、检测器、检测器、检测器检测器又称接受器，检测器又称接受器，其作用是对透过吸收池的光做出其作用是对透过吸收池的光做出响应，并把它转变成电信号输出，其输出电信号大响应，并把它转变成电信号输出，其输出电信号大小与透过光的强度成正比。常用的检测器有光电池、小与透过光的强度成正比。常用的检测器有光电池、光电管及光电倍增管等，光电管及光电倍增管等，它们都是基于光电效应原理它们都是基于光电效应原理制成的。制成的。第41页，讲稿共69张，创作于星期二5 5 5 5、信号显
37、示系统信号显示系统信号显示系统信号显示系统由检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一定方式显由检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一定方式显示出来，以便于计算和记录。信号显示器有多种，如指针示出来，以便于计算和记录。信号显示器有多种，如指针式的检流计或微安表，也有可以直接读出数据的数字显示式的检流计或微安表，也有可以直接读出数据的数字显示器和自动记录型装置。器和自动记录型装置。第42页，讲稿共69张，创作于星期二第五节第五节第五节第五节 分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择一、入射光波长的选择一、入射光波长的选择1、无干扰、无干扰选
38、用最大吸收波长作为入射光波长。选用最大吸收波长作为入射光波长。2、有干扰、有干扰可以选择吸收曲线中其他波长进行可以选择吸收曲线中其他波长进行测定测定（应选曲线较平坦处对应的（应选曲线较平坦处对应的波长），以消除干扰。波长），以消除干扰。AA第43页，讲稿共69张，创作于星期二二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择任何类型的分光光度计都有一定的测量误差，测量时读出的吸光度过任何类型的分光光度计都有一定的测量误差，测量时读出的吸光度过高或过低，误差都很大，高或过低，误差都很大，一般适宜的吸光度范围是一般适宜的吸光度范围是0.20.8。在在实际工作中，可以通
39、过实际工作中，可以通过调节被测溶液的浓度、使用厚度不同的吸收调节被测溶液的浓度、使用厚度不同的吸收池池来调整待测溶液的吸光度，使其在适宜的吸光度范围内。来调整待测溶液的吸光度，使其在适宜的吸光度范围内。第44页，讲稿共69张，创作于星期二三、反应条件三、反应条件三、反应条件三、反应条件1、显色反应、显色反应将待测组分转变成有色化合物的反应称为将待测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应；显色反应；与待测组分形成有色化合物的试剂称为与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。显色剂。第45页，讲稿共69张，创作于星期二常用的显色剂可分为无机显色剂和有机显色剂两大类。常用的显色剂可分为无机显色剂和有
40、机显色剂两大类。（1）无机显色剂许多无机试剂能与金属离子发生显色反应，）无机显色剂许多无机试剂能与金属离子发生显色反应，但由于灵敏度和选择性都不高，具有实际应用价值的品种很但由于灵敏度和选择性都不高，具有实际应用价值的品种很有限。有限。常用的无机显色剂主要有：硫氰酸盐、钼酸铵、氨水及常用的无机显色剂主要有：硫氰酸盐、钼酸铵、氨水及过氧化氢。过氧化氢。（2）有机显色剂）有机显色剂有机显色剂与金属离子形成的配合物其稳定性、有机显色剂与金属离子形成的配合物其稳定性、灵敏度和选择性都比较高，灵敏度和选择性都比较高，而且有机显色剂的种类较多，实际应用而且有机显色剂的种类较多，实际应用广。广。第46页，讲
41、稿共69张，创作于星期二显色剂选用原则显色剂选用原则显色剂选用原则显色剂选用原则 选择性好。选择性好。一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应，或显色剂与共存组一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应，或显色剂与共存组分生成的化合物的吸收峰与被测组分的吸收峰相距比较远，干扰少。分生成的化合物的吸收峰与被测组分的吸收峰相距比较远，干扰少。灵敏度高。灵敏度高。要求反应生成的有色化合物的摩尔吸光系数大。要求反应生成的有色化合物的摩尔吸光系数大。一般要求一般要求 104L/(molcm)。生成的有色化合物组成恒定、化学性质稳定，生成的有色化合物组成恒定、化学性质稳定，测量过程中应保持吸光度基本不变，否
42、则将影测量过程中应保持吸光度基本不变，否则将影响吸光度测定准确度及再现性。响吸光度测定准确度及再现性。如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，提高测定如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，提高测定的准确度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为的准确度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为“对比度对比度”。一般要求显色一般要求显色剂与有色化合物的对比度剂与有色化合物的对比度在在60nm以上。以上。显色条件要易于控制显色条件要易于控制，以保证其有较好的再现性。以保证其有较好的再现性。第47页，讲稿共69张，创作于星期二加入过量的显色剂可使显色反应趋于完
43、全，但显色剂浓度过大，有可能改变化加入过量的显色剂可使显色反应趋于完全，但显色剂浓度过大，有可能改变化合物的组成，使溶液的颜色发生变化。合物的组成，使溶液的颜色发生变化。显色剂的用量对显色反应可以通过实验确显色剂的用量对显色反应可以通过实验确定，作吸光度随显色剂浓度变化曲线，选恒定吸光度值时的显色剂用量。定，作吸光度随显色剂浓度变化曲线，选恒定吸光度值时的显色剂用量。2 2、显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量第48页，讲稿共69张，创作于星期二3 3、溶液的酸度、溶液的酸度、溶液的酸度、溶液的酸度 许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶液的酸度会直接影响许多显色剂都是有机弱酸或有机弱
44、碱，溶液的酸度会直接影响显色剂的解离程度。显色剂的解离程度。对某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸对某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸度的改变而改变，从而影响溶液的颜色。度的改变而改变，从而影响溶液的颜色。溶液酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。溶液酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。溶液酸度过低可能引起被测金属离子水解，因而破坏了有色配溶液酸度过低可能引起被测金属离子水解，因而破坏了有色配合物，使溶液颜色发生变化，甚至无法测定。合物，使溶液颜色发生变化，甚至无法测定。第49页，讲稿共69张，创作于星期二显色反应适宜的酸度必须通过实验来确定。确定方法是：显色反
45、应适宜的酸度必须通过实验来确定。确定方法是：固定待测组分及显色剂浓度，改变溶液固定待测组分及显色剂浓度，改变溶液pH，制得数个显色，制得数个显色液。液。在相同测定条件下分别测定其相应的吸光度，作出在相同测定条件下分别测定其相应的吸光度，作出A-pH关系曲线。关系曲线。选择曲线平坦部分对应的选择曲线平坦部分对应的pH作为应该控制的作为应该控制的pH范围。范围。ApH第50页，讲稿共69张，创作于星期二4 4、显色温度、显色温度、显色温度、显色温度显色反应一般在室温下进行，有的反应则需要加热，以加速显色反显色反应一般在室温下进行，有的反应则需要加热，以加速显色反应进行完全，有的有色物质当温度偏高时
46、又容易分解。为此，应进行完全，有的有色物质当温度偏高时又容易分解。为此，对不对不同的反应，应通过实验找出各自适宜的温度范围。同的反应，应通过实验找出各自适宜的温度范围。由于温度由于温度对光的吸收及颜色的深浅都有影响，对光的吸收及颜色的深浅都有影响，因此在绘制工作曲线和因此在绘制工作曲线和进行样品测定时应该使溶液温度保持一致。进行样品测定时应该使溶液温度保持一致。第51页，讲稿共69张，创作于星期二5 5、显色时间、显色时间、显色时间、显色时间有的显色反应，瞬间完成且在较长时间内保持不变；有的虽瞬间完成反应，但褪色也有的显色反应，瞬间完成且在较长时间内保持不变；有的虽瞬间完成反应，但褪色也快；有
47、的反应完成较缓慢，颜色要经一段时间后才稳定。因此，也需快；有的反应完成较缓慢，颜色要经一段时间后才稳定。因此，也需通过实验，作通过实验，作出吸光度时间关系曲线，最后选定合适的显色时间。出吸光度时间关系曲线，最后选定合适的显色时间。确定适宜时间的方法：配制一份显色溶液，从加入显色剂开始，每隔一定时间测吸光确定适宜时间的方法：配制一份显色溶液，从加入显色剂开始，每隔一定时间测吸光度一次，绘制吸光度度一次，绘制吸光度-时间关系曲线。时间关系曲线。曲线平坦部分对应的时间就是测定吸光曲线平坦部分对应的时间就是测定吸光度的最适宜时间。度的最适宜时间。At第52页，讲稿共69张，创作于星期二6 6、溶剂、溶
48、剂、溶剂、溶剂溶剂选择原则：不与被测组分发生化学反应，所选溶剂在测定波长范溶剂选择原则：不与被测组分发生化学反应，所选溶剂在测定波长范围内无明显吸收，对被测组分有较好的溶解能力。围内无明显吸收，对被测组分有较好的溶解能力。水作为溶剂简便无毒，所以水作为溶剂简便无毒，所以一般尽量采用水作为溶剂。一般尽量采用水作为溶剂。若水不能满足要求，则使用若水不能满足要求，则使用有机溶剂来提高反应的灵敏度及加快有机溶剂来提高反应的灵敏度及加快反应速度，反应速度，满足测量要求。满足测量要求。第53页，讲稿共69张，创作于星期二7 7、显色反应中干扰及消除、显色反应中干扰及消除、显色反应中干扰及消除、显色反应中干
49、扰及消除（1）干扰离子的影响）干扰离子的影响 共存离子本身具有颜色。共存离子本身具有颜色。共存离子与显色剂或被测组分反应，生成更稳定的配合物或发共存离子与显色剂或被测组分反应，生成更稳定的配合物或发生氧化还原反应，使显色剂或被测组分的浓度降低，妨碍显色反生氧化还原反应，使显色剂或被测组分的浓度降低，妨碍显色反应的完成，导致测量结果偏低。应的完成，导致测量结果偏低。共存离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀，导致测量结果共存离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀，导致测量结果偏高。偏高。第54页，讲稿共69张，创作于星期二（2 2）干扰的消除方法）干扰的消除方法）干扰的消除方法）干扰的消除方法 控制
50、溶液的酸度。控制酸度使待测离子显色，而干扰控制溶液的酸度。控制酸度使待测离子显色，而干扰离子不生成有色化合物。离子不生成有色化合物。加入掩蔽剂，掩蔽干扰离子。该方法要求加入的掩蔽加入掩蔽剂，掩蔽干扰离子。该方法要求加入的掩蔽剂不与被测离子反应，掩蔽剂和掩蔽产物的颜色必须不干剂不与被测离子反应，掩蔽剂和掩蔽产物的颜色必须不干扰测定。扰测定。第55页，讲稿共69张，创作于星期二 改变干扰离子的价态以消除干扰。利用氧化还原反应改变干扰离子价态，改变干扰离子的价态以消除干扰。利用氧化还原反应改变干扰离子价态，使干扰离子不与显色剂反应，以达到目的。使干扰离子不与显色剂反应，以达到目的。选择适当的入射光波